Бак-аккумулятор охлаждённой воды под давлением против атмосферного бака: что выбрать для спецификации
Создано Сегодня
Бак холодной воды под давлением против атмосферного бака: что выбрать
Выбор между герметичным баком-аккумулятором охлаждённой воды и атмосферным баком — это в первую очередь гидравлическое решение, а уже потом решение по сосуду. Герметичный агрегат находится внутри границы давления, что обеспечивает более точный контроль температуры подачи, меньшую занимаемую площадь при той же холодильной нагрузке и замкнутый контур с низким подсосом кислорода. Атмосферный агрегат стоит меньше за кубический метр и проще в осмотре и ремонте. Выбирайте герметичный там, где контур уже работает при давлении выше атмосферного; выбирайте атмосферный там, где преобладают высота планировки и капитальный бюджет.
Большинство контуров охлаждения центров обработки данных уже находятся под давлением. Холодная вода поднимается через змеевики и возвращается через обратный коллектор, а насосы работают против высоты здания. Как только контур оказывается под давлением, добавление в него накопительного сосуда меняет классификацию этого сосуда, и разговор переходит от кубических метров к классу давления.
Компании, которые оценивают эти два варианта, часто останавливаются на счёте за сосуд. Более крупные затраты появляются позже: линия подпитки, которую необходимо подключить и согласовать, регулятор азота с подпиточным газом, более тяжёлый корпус и интервал инспекции, связанный с границей давления. С другой стороны, атмосферный резервуар требует вентиляции, стратегии контроля уровня, которая не опорожняет систему, и запаса по высоте для столба воды, который насос уже видит.
В этой статье две конфигурации рассматриваются бок о бок, чтобы их можно было сопоставить с контуром, который у вас действительно есть.
1. Что на самом деле различается между этими двумя вариантами
Оба сосуда содержат холодную воду, и в обоих она стратифицирована. Разница в том, что удерживает воду внизу и что происходит, когда насосы останавливаются.
1. Источник давления. Резервуар для хранения охлаждённой воды под давлением поддерживается выше атмосферного системными насосами и часто азотной подушкой на крыше, поэтому газовая полость находится под давлением и требует регулирования. Атмосферный резервуар вентилируется, и давление на его дне равно только статическому напору столба воды.
2. Паровое пространство. Закрытый корпус имеет ограниченный объём газа, который поглощает расширение воды и поддерживает низкое поступление кислорода, поэтому положение отказа регулятора становится входным параметром проектирования.
3. Место соединения насоса с резервуаром. При варианте с давлением нагнетательный патрубок насоса подключается непосредственно к корпусу; при атмосферном резервуаре проектировщик обычно допускает установку резервуара рядом с насосом или ниже него с падением возвратной воды самотёком.
4. Класс inspection. Вентилируемый корпус осматривается через открытие люка; закрытый корпус требует приемлемого по нормам затвора и объёма осмотра, установленного применимым правилом.
2. Холодопроизводительность на кубический метр
Один и тот же объём резервуара не обеспечивает одинаковое охлаждение в обеих конфигурациях, поскольку полезная глубина и потери на перемешивание различаются.
· Атмосферный резервуар обычно имеет большую полезную глубину, поскольку вентилируемый резервуар заполняется до определённого уровня перелива, тогда как корпус под давлением резервирует часть своего объёма под газ.
· Оба работают с ΔT 5–7 K, что ограничено смешиванием на входе, а не классом давления.
· Расход на сливе без работающего насоса — вот где они расходятся: атмосферный бак даёт только гравитационный напор, тогда как в баке под давлением за ним стоит давление контура.
· Тепловые потери на поставленный кВт·ч малы в обоих случаях, но стоит проверить в коротком широком корпусе.
Размер | Бак холодной воды под давлением | Атмосферный бак холодной воды |
Давление на дне | Газовая подушка плюс полный столб воды | Только столб воды, резервуар вентилируется |
Объём воды в корпусе | Ниже максимального рабочего уровня | До определённого уровня перелива |
Полезная ΔT | 5 - 7 K | 5–7 K, полная глубина пригодна |
Расход на слив без насоса | Доступное давление в контуре | Только гравитационный напор |
Предохранительное и газовое оборудование | Требуется | Не требуется |
Внутренний осмотр | Закрытие по кодексу, по графику | Лаз, простой доступ |
3. Стоимость, график и монтаж
Счёт за сосуд отличается меньше, чем можно предположить по классу давления; остальное решают вспомогательные системы.
5. Корпус и покрытие. Закрытый корпус с газовым пространством и герметичным затвором стоит дороже за кубический метр, чем открытый резервуар на болтах или сварной, но внутренняя эмалированная или эпоксидная поверхность, нанесённая методом спекания, подходит для обоих.
6. Вспомогательные системы определяют выбор варианта под давлением: регулятор, предохранительный клапан, линии к безопасному сбросу, датчики давления и программа inspections.
7. Транспортировка и нагрузка на пол. Закрытая оболочка тяжелее и не всегда может перевозиться в самых широких частях; сборный атмосферный резервуар часто быстрее собирается на месте, тогда как высокий атмосферный уровень воды создаёт большую статическую нагрузку на плиту.
4. Безопасность и режимы отказов
Ни один из вариантов не исключает риск, и оба отказа обыденны при правильном проектировании.
· Избыточное давление в закрытой оболочке возникает из-за расширения в замкнутом газовом пространстве или отказа регулятора в закрытом положении; стандартное решение — подбор предохранительного устройства по наихудшему достоверному сценарию.
· Потеря уровня в атмосферном резервуаре — более частое событие: открытый вентиляционный патрубок, отказавший регулятор уровня или оставленный открытым дренаж быстро опустошают оболочку, поэтому индикация уровня и сигнализация высокого/низкого уровня там наиболее важны.
· Попадание кислорода в открытый резервуар усиливает коррозию и потребность в биоцидах; азотная подушка снижает это, но добавляет необходимость поддержания подачи газа. Впускной диффузор и ограничение скорости обратного потока удерживают термоклин внутри корпуса.
5. Контрольный список выбора
Прорабатывайте список в том порядке, в котором решает предприятие, а не в том, в котором он указан в техническом паспорте.
8. При каком давлении контур работает сегодня? Если насосы уже подают давление выше атмосферного на патрубке резервуара, путь с избыточным давлением требует меньших изменений.
9. Есть ли по высоте место для вентилируемого резервуара той же вместимости? Атмосферный корпус обычно выше, а не шире, и низкокислородный замкнутый контур легче для корпуса, чем открытый вентилируемый резервуар во влажном помещении насосной.
10. Нужен ли аварийному пути расход без работающего насоса? Хранение с гравитационной подачей имеет преимущество; хранение с подачей от давления контура имеет его, когда насос подключён к аварийной шине. Тот, кто обслуживает газовую подушку, также должен быть назван.
Техническая спецификация
Параметр | Вариант под давлением | Атмосферный вариант |
Расчётное давление | В соответствии со спецификацией проекта, выше наихудшего рабочего давления | Атмосферное, только статический столб воды |
Расчётная температура | В соответствии со спецификацией проекта, с учётом дренажа и остановки | То же самое |
Тип корпуса | Закрываемый сварной корпус, закрытие согласно применимым нормам | Сварной или болтовой резервуар для воды |
Внутренняя поверхность | Эмаль или наплавляемый эпоксидный состав в зависимости от качества воды | Применяются те же подходы к обработке |
Предохранительное устройство | Рассчитано на работу насоса при закрытой задвижке и расширение | Не установлено |
Газовая подушка | Регулирование инертным газом, указано положение при отказе | С вентиляцией, без подушки |
Доступ | Нормативное закрытие и платформа для внутреннего осмотра | Лаз на уровне земли |
Проектный случай
Оба семейства резервуаров производятся на одних и тех же заводах Center Enamel, и в записи о поставке указано, где подходит сварной корпус.
Проект | Продукт | Объём / Размеры | Завершение |
Хэнань, Китай, животноводческие сточные воды | 05 сварной резервуар из углеродистой стали | 3 резервуара смешанных размеров, общий объём 4 691 м³ | 2022-04 |
Эта область показывает сторону сравнения, связанную с заводским изготовлением: сварной корпус, изготовленный в соответствии со спецификацией проекта и поставленный в виде трёх блоков разного размера, с записями по листовому металлу, сварке и покрытию, привязанными к корпусу. Сварная конструкция подходит для случая закрытого корпуса, поскольку корпус закрывается в цехе, а не на площадке.
Хотя наши реализованные референсные проекты в секторе водоснабжения и водоотведения включают сварные и болтовые резервуары этого типа, объём работ по TES для центра обработки данных проектируется по тем же стандартам.
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и изготовлением сборных резервуаров с 2008 года. Будучи первым в Китае производителем резервуаров из стеклоэмалированной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, выпускает примерно 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование выполняется с учётом AWWA D103-09, AWWA C550 и NFPA там, где этого требует применение.
Две производственные линии, один завод
· Один и тот же завод может выпускать обе производственные линии: болтовые панели для атмосферного хранения и сварные оболочки для класса под давлением, поэтому сравнение между ними — это сравнение объёма работ, а не поставщика.
· Атмосферные оболочки дешевле транспортировать и быстрее монтировать, тогда как сварные оболочки под давлением обменивают это на меньшую занимаемую площадь и более компактную гидравлическую сеть.
· Сварная схема для аквакультуры в Хэнани из 3 резервуаров, 4 691 м³ (2022-04), является эталоном для наших работ по сварным оболочкам средней ёмкости.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Всегда ли атмосферный резервуар дешевле для системы TES центра обработки данных?
Ответ 1: Обычно сосуд дешевле, но учитывайте более высокий фундамент, настройку контроля уровня и сигнализации, вентиляционный узел и любую дополнительную площадь пола. Там, где контур уже работает под давлением, вариант с давлением может избежать отдельного скида наддува.
Вопрос 2: Можно ли атмосферный резервуар переоборудовать в существующий контур под давлением?
A2: Требуется проектирование интерфейса: вентилируемое обратное или компенсирующее давление подпиточное соединение, а также подтверждение того, что существующие насосы по-прежнему обеспечивают пиковый расход. На практике это гидравлическое исследование перед заказом резервуара.
Q3: Какая конфигурация лучше защищает стратификацию?
A3: Обе зависят от геометрии входного патрубка, а не от класса давления. Работу выполняют диффузор с ограничением скорости на входе примерно 0,5–1 м/с, низкоуровневый ввод обратной воды и внутренняя перегородка.
Q4: Нужен ли предохранительный клапан для резервуара хранения охлаждённой воды под давлением?
A4: Да. Расчётная нагрузка на сброс обычно определяется наихудшим достоверным случаем подачи насосом в закрытый корпус плюс тепловым расширением, а сброс направляется в одобренное место с согласованием владельца.
Q5: Чем отличается изоляция в этих двух случаях?
A5: Материал одинаковый; минеральная вата с погодозащитным кожухом является стандартом для обоих вариантов. Важны мостик холода в опорах и пароизоляция в месте прохода через кровлю.
Q6: Что легче отремонтировать после повреждения покрытия?
A6: Атмосферный резервуар, потому что внутреннее пространство открыто, и для ремонта не требуется закрытие или сброс давления. Эпоксидное покрытие, нанесённое методом спекания, можно отремонтировать на месте, но доступ и условия отверждения определяют последовательность работ.
Q7: Что должен включать комплект чертежей для любого из вариантов?
A7: Максимальный и минимальный рабочие уровни, положения входного и выходного патрубков с указанием скоростей, стратегия регулирования уровня, линия сброса или вентиляции, изоляция в местах опор и нагрузка на фундаментную плиту.
Не существует единственно правильного ответа при выборе между хранением под давлением и при атмосферном давлении — он есть только для конкретного контура. Там, где установка уже перекачивает воду под давлением выше атмосферного и требует контролируемой температуры подачи при малой занимаемой площади, подходит бак хранения охлаждённой воды под давлением; там, где доминируют бюджет и высота плана, а аварийный путь может принять гравитационный напор, атмосферный бак является более простым решением. Решающими исходными данными являются давление на патрубке бака, полезный ΔT, расход при сбросе, когда насос не работает, и то, кто обслуживает газовую подушку.
Свяжитесь с инженером
Отправьте давления контура в месте подключения к резервуару, часы работы чиллера при частичной нагрузке и доступную высоту плана, и мы вернём расчёт объёма и ΔT для обеих конфигураций, ориентировочный тип оболочки и необходимый для каждой из них список вспомогательного оборудования. Поделитесь любой существующей спецификацией, и мы скажем, какую конфигурацию она подразумевает, прежде чем вы приступите к чертежу.
WhatsApp